能源是人類社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步的基礎(chǔ)。進(jìn)入21世紀(jì)以來,隨著全球化石能源的不斷消耗與日益枯竭,導(dǎo)致全球環(huán)境問題日益嚴(yán)重,人類迫切需要尋找一種可再生的新能源來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化石能源。太陽能具有取之不盡、用之不竭、環(huán)保等特點(diǎn),受到科研工作者的關(guān)注。作為現(xiàn)階段解決人類面臨的能源危機(jī)的科技,以光伏效應(yīng)為工作原理的太陽能電池將太陽能直接轉(zhuǎn)化為工業(yè)和生活使用的電能。鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)作為一種新型光伏器件在近幾年有了較快的發(fā)展,相比于傳統(tǒng)的太陽能電池,鈣鈦礦太陽能電池以其簡單的制作工藝、較低的成本、高效的理論光電轉(zhuǎn)化效率等優(yōu)點(diǎn)成為近年來最熱門的研究領(lǐng)域。盡管目前的鈣鈦礦太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率(PCE)已到達(dá)驚人的25.2%,但是仍然存在著一系列的問題,如穩(wěn)定性較差。從本質(zhì)上講,限制PSCs光電轉(zhuǎn)化效率和穩(wěn)定性的主要影響因素是電荷傳輸和界面電荷轉(zhuǎn)移行為,因此提高鈣鈦礦薄膜與二氧化鈦薄膜之間的界面電荷轉(zhuǎn)移行為與晶格匹配程度是提高PSCs效率和穩(wěn)定性的主要方法。本論文從優(yōu)化二氧化鈦(TiO₂)晶型結(jié)構(gòu)、優(yōu)化鈣鈦礦薄膜、優(yōu)化鈣鈦礦/TiO₂界面入手,采用穩(wěn)態(tài)熒光(...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 太陽能電池的發(fā)展現(xiàn)狀及分類
        1.2.1 太陽能電池的發(fā)展歷程
        1.2.2 第一代太陽能電池-晶體硅太陽能電池
        1.2.3 薄膜太陽能電池
        1.2.4 新型太陽能電池
    1.3 鈣鈦礦太陽能電池的發(fā)展歷程
    1.4 鈣鈦礦太陽能電池穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀
    1.5 鈣鈦礦太陽能電池的結(jié)構(gòu)
        1.5.1 鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)
        1.5.2 鈣鈦礦太陽能電池的結(jié)構(gòu)
        1.5.3 鈣鈦礦太陽能電池的工作原理
        1.5.4 二氧化鈦電荷傳輸性對鈣鈦礦太陽能電池的影響
    1.6 二氧化鈦電荷傳輸性與鈣鈦礦太陽能電池穩(wěn)定性的研究方法
    1.7 選題依據(jù)及主要研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 化學(xué)試劑及實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.2 材料表征方法
        2.2.1 透射電子顯微鏡
        2.2.2 掃描電子顯微鏡
        2.2.3 X射線衍射儀
        2.2.4 紫外-可見光譜儀
        2.2.5 熒光光譜儀
        2.2.6 X射線光電子能譜
        2.2.7 循環(huán)伏安法
    2.3 PSCs性能的研究方法
        2.3.1 光電流-光電壓曲線測試
        2.3.2 熒光壽命測試
        2.3.3 單色光光電轉(zhuǎn)化效率測試
第三章 介孔層以及鈣鈦礦層的優(yōu)化
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)原材料
        3.2.2 A-TiO₂ 納米顆粒以及介孔層前驅(qū)體溶液的合成
        3.2.3 A-TiO₂基PSCs和 D-TiO₂基PSCs的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 A-TiO₂ 納米顆粒表征分析
        3.3.2 A-TiO₂基PSCs的表征分析
        3.3.3 基于鈣鈦礦層不同制備方法的PSCs表征
    3.4 本章小結(jié)
第四章 de-Nb-TiO₂的制備及de-Nb-TiO₂基PSCs性能的探究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與原料
        4.2.2 de-Nb-TiO₂ 納米材料的合成與表征
        4.2.3 de-Nb-TiO₂基PSCs的制備以及表征手段
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 de-Nb-TiO₂ 納米顆粒的表征
        4.3.2 de-Nb-TiO₂基PSCs的表征分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 de-Nb-TiO₂基鈣鈦礦太陽能電池穩(wěn)定性探究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及原料
        5.2.2 de-Nb-TiO₂ 納米顆粒材料的合成與表征
        5.2.3 de-Nb-TiO₂ 表面去摻雜化的最適條件及標(biāo)征手段
        5.2.4 A-TiO₂和de-Nb-TiO₂基PSCs的制備
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 A-TiO₂和de-Nb-TiO₂基PSCs在黑暗條件下的穩(wěn)定性
        5.3.2 A-TiO₂和de-Nb-TiO₂基PSCs的熱穩(wěn)定性
        5.3.3 不同溫度形成 de-Nb-TiO₂基 PSCs 的紫外穩(wěn)定性
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)果與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新性
    6.3 進(jìn)一步工作建議
參考文獻(xiàn)
研究生期間發(fā)表論文及專利
附錄 名詞縮寫
致謝
作者簡歷



本文編號：3788988